Народна Освіта » Фізика » § 36. Послідовне з'єднання провідників

НАРОДНА ОСВІТА

§ 36. Послідовне з'єднання провідників

Думки вголос

Я на дослідах вивчу закони послідовного з’єднання провідників, зможу розв’язувати задачі із застосуванням цих законів.

У побуті в електричне коло вмикають не один споживач, а багато: холодильник, телевізор, електричні лампочки і багато інших необхідних нам побутових приладів. А як вмикають споживачі вдома? Розрізняють такі види з’єднання провідників: послідовне і паралельне. Вивчимо їх особливості.

Кінець провідника лампи JI1 з’єднують з початком провідника JI2 (мал. 134). Якщо викрутити одну лампу, то інша не буде горіти — електричне коло розімкнеться.

Підключимо в таке електричне коло відразу три амперметри і три вольтметри за такою схемою (мал. 135).

Амперметри, підключені в різних точках послідовно з’єднаних споживачів, показують одне і те саме значення сили струму:

I1 =I2 = Is.

У всіх точках кола послідовно з’єднаних провідників сила струму однакова.

Загальний вольтметр буде показувати напругу, яка дорівнює сумі напруг на кожній із ламп:

U = U1 + U2.

Повна напруга на послідовно з’єднаних провідниках дорівнює сумі напруг на кожному провіднику окремо.

 

 

Використаємо закон Ома і запишемо рівність U = U1 + U2.Так IR = IR1 + IR2.Скоротивши рівність на І, одержимо:

R = R1 + R2.

Опір послідовного з’єднання дорівнює сумі опорів провідників.

Всі закономірності справедливі для будь-якої кількості послідовно з'єднаних провідників.

Приклад. Дано три резистори R1 = 2Ом; R2 = 1 Ом; Rs =5 Ом. Яким одним еквівалентним резистором можна замінити послідовне з'єднання трьох резисторів?

Розв'язання:

R1 + R2 + Rs = 2Ом + 1 Ом + 5 Ом = 8 Ом.

Послідовне з'єднання резисторів 2 Ом, 1 Ом, δ Ом можна замінити одним резистором 8 Ом.

Розв’язуючи задачі, часто використовують пропорцію

Напруга на провідниках, з’єднаних послідовно, прямо пропорційна їхнім опорам (на більшому опорі більша напруга).

Для тих, хто хоче знати більше

Гальванічні елементи і акумулятори можна послідовно з’єднувати в батарею (мал. 136).

За послідовного з’єднання гальванічних елементів їх напруга, а отже, і запас електричної енергії, збільшується: LZ3arajlbне = U1 + U2 + U3. Приклад. Якщо радіоприймач живиться від джерела струму напругою 9 B1 це означає, що можна взяти шість батарей з напругою на вивідних клемах 1,5 В і з’єднати їх (1,5 В · 6 = 9 В): «+» від одного елемента з «-» другого, «+» другого елемента з «-» третього і т. д. Головна незручність послідовно з'єднаних джерел електричного струму (як і споживачів) полягає в тому, що кожен із них є елементом електричного кола. Якщо виходить із ладу одне джерело електроенергії, то електричне коло розмикається.

Ця незручність усувається при паралельному з’єднанні джерел електричної енергії.

Підсумки

•    Споживачі електричної енергії та джерела струму можна підключати послідовно.

•    В разі послідовного з’єднання провідників є такі закономірності:

•    Головний недолік послідовного з’єднання: якщо виходить із ладу хоча б один елемент, то електричний струм в усьому колі зникає. Струм всіх споживачів однаковий. Переваги: можна вмикати в коло споживачі різних напруг.

Завдання

1*. Резисти з опорами 2 кОм і 8 кОм з’єнані послідовно. На якому із них більша напруга? У скільки разів?

2*. Накреслити електричну схему, в яку входить джерело струму, три однакові лампи і три резистори включено послідовно.

З*. Два резистори 1 Ом і 4 Ом з’єднані послідовно. Сила струму 1 А. Який опір такої дільниці кола? Яка напруга на кожному резисторі і на всій ділянці?

4**. На схемі показано ділянку кола із з’єднання двох резисторів Я1 = 8 Ом і R2 = 4 Ом. Вольтметр, підключений до першого резистора, показує і)л = 2 В. Яка сила струму на ділянці кола?

5**. Чи можна увімкнути в мережу напругою 220 В реостат, на якому написано: а) ЗО Ом 5 А; б) 2000 Ом 0,2 А?

6***. Електричне коло складається з трьох послідовно з’єднаних провідників, приєднаних до джерела напругою 36 В. Опір першого 4 Ом, другого — 6 Ом, третього — 2 Ом. Знайти силу струму і напругу на кожному резисторі.

7***. Ділянка кола складається зі сталевого дроту завдовжки 2 м і площею поперечного перерізу 0,48 мм2, з’єднаного послідовно з нікеліновим дротом завдовжки 1 м і площею поперечного перерізу 0,21 мм2· Яку напругу треба підвести до ділянки, щоб отримати силу струму 0,6 А?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4 ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО КОЛА З ПОСЛІДОВНИМ З’ЄДНАННЯМ ПРОВІДНИКІВ

Мета. Розвинути вміння вимірювати силу струму і напругу; експериментально перевірити закономірності послідовного з’єднання провідників.

Вказівки до роботи

У разі послідовного з’єднання провідників справджуються такі твердження:

•    сила струму І у кожній точці такої ділянки кола однакова:

І = І\ ~ 12 =··· = Ifiy

•    загальна напруга дорівнює сумі напруг на окремих ділянках кола:

U = U1 + U2+... + Un;

•    загальний опір ділянки кола дорівнює сумі опорів окремих провідників, що її утворюють:

R = R1 + R2 +... + Rn.

Крім того, у разі послідовного з’єднання провідників співвідношення значень напруги на ділянках кола прямо пропорційне до їхніх опорів:

Виконання роботи

Увага! Повтори правила безпеки під час роботи з електричними приладами (див. с. 65-66 підручника).

Обладнання: джерело струму, амперметр, вольтметр, резистори 10 Ом і 20 Ом, реостат, з’єднувальні провідники (використайте схеми та теоретичний матеріал § 36).

1.    Складіть електричне коло з послідовно з’єднаних елементів: джерела постійного струму, вимикача, реостата, амперметра і двох резисторів.

2.    Приєднайте вольтметр паралельно резистору R1 = 10 Ом. Увімкніть вимикач. Виміряйте силу струму I1 в електричному колі та напругу U1 на резисторі R1. Вимкніть струм.

3.    Приєднайте вольтметр паралельно резистору R2 = 20 Ом. Увімкніть вимикач. Виміряйте силу струму I2 в електричному колі та напругу U2 на резисторі R2. Вимкніть струм.

4.    Приєднайте вольтметр паралельно послідовно з’єднаним резисторам R1 та R2. Увімкніть вимикач. Виміряйте силу струму І в електричному колі та напругу U. Вимкніть струм.

5. Обчисліть опір для кожного з вимірювань за формулою:

6. Результати вимірювань та обчислень запишіть у таблицю.

/і. А

/2, А

/, А

Uu в

U2, в

OQ

R1, Ом

R2 Ом

R, Ом

                 

7. Перевірте виконання співвідношень для послідовного з’єднання провідників і зробіть висновок.

Запитання

1.    Яка залежність між силою струму і напругою на окремих резисторах, з’єднаних послідовно?

2.    Із якого матеріалу виготовляють резистори?

3.    Як впливає температура на зміну опору резисторів?

Додаткові завдання

I. На малюнку зображено графіки залежності сили струму від напруги для двох провідників. Який із провідників має більший опір?

2. На малюнку зображено графіки залежності сили струму від напруги для трьох провідників. Який опір кожного з них?

 

Це матеріал з Підручника Фізика 8 Клас Сердюченко

 

Категорія: Фізика

Автор: evg от 11-08-2016, 15:37, Переглядів: 5021